본 연구의 목적은 알츠하이머질환(Alzheimer’s disease: AD) 동물 모델을 대상으로 트레드밀 운 동(Treadmill exercise: TE)과 환경강화(environmental enrichment: EE) 처치가 인지기능, 근 기능, 및 밀 착연접 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하는데 있다. AD 동물 모델을 제작하기 위해 aluminum chloride(AlCl3)를 90일간(40mg/kg/하루) 투여 하였으며 동시에 TE(10-12m/min, 40-60min/day) 혹은 EE에 노출시켰다. 그 결과 AlCl3 투여에 의한 인지기능 저하와 근 기능 감소가 TE와 EE에 의해 완화된 것 으로 나타났다. 또한, TE와 EE는 AD 질환에서 나타나는 β-amyloid(Aβ), alpha-synuclein 및 tumor necrosis factor-α(TNF-α) 단백질의 발현 증가를 감소시킨 것으로 나타났다. 게다가 TE와 EE는 AlCl3 투여에 의해 감소된 밀착연접 단백질(Occludin, Claudin-5 및 ZO-1)의 발현을 통계적으로 유의하게 증가시킨 것으로 나타났다. 마지막으로 Aβ 단백질과 밀착연접 단백질과의 상관분석을 실시한 결과 부적 상 관관계(Occludin: r=-0.853, p=0.001; Claudin-5 : r=-0.352, p=0.915; ZO-1 : r=-0.424, p=0.0390) 로 나타났다. 따라서 이를 종합해 보면 TE 혹은 EE 처치는 AD에 나타나는 병리학적 특징들을 일부 완화 시켜 인지기능과 근 기능을 일부 개선 시킬 수 있는 효과적인 운동 방법이라고 생각된다.

This study aimed to determine the anti-obesity effect of adding Wolfiporia extensa Ginns (W) to fermented pollack skin products in an obesity-induced animal model. The experimental groups were the normal diet group (C), high-fat diet group (HF), dried pollack skin (H1), fermented pollack skin (H2), and W of 0.1 (F2-WL), 0.3 (F2-WM), and 0.5 (F2), respectively. It was confirmed that adding W to fermented pollack skin reduced blood triglycerides, total cholesterol, and LDL levels, while increasing HDL levels. Wolfiporia extensa Ginns was effective in controlling weight and improving blood lipids in a dose-dependent manner. In histological analysis, findings of fatty liver induced by a high-fat diet were improved by the addition of H2 and W. Size and density of fat globules in the epididymis were decreased. In addition, the concentration of TNF-α was increased in the high-fat diet group, but decreased by the addition of fermented pollack skin and W. In conclusion, adding fermented dried pollack skin and Wolfiporia extensa Ginns was effective for weight control and blood lipid improvement. Thus, the use of by-products in functional foods is expected to have a high value in the future.

This study investigated the anti-obesity effects of Coriandrum sativum L. ethanol extracts in a high fat diet-induced obesity model (DIO). We confirmed the anti-obesity effects by analysing the expression of the related proteins, weight gain, dietary intake, dietary efficiency, blood biochemistry, histological analysis and western blot analysis. After oral administration of Coriandrum sativum L. ethanol extracts at concentrations of 250 and 500 mg/kg, a significant improvement in dietary efficiency, reduction in weight gain, triglycerides, total cholesterol and LDL-cholesterol in blood lipid was observed for 8 weeks. In addition, improvement in blood glucose and metabolism confirmed through glucose tolerance test was observed. Further, the concentration of alanine transaminase (ALT) in blood was significantly decreased, which improved the fatty liver caused by high-fat diet intake as confirmed by liver tissue analysis. This phenomenon was confirmed to decrease the expression of fat accumulation-related PPARγ and FAS protein in the liver tissue. Especially, it is believed that FAS, a liposynthetic enzyme, has a stronger inhibitory effect than PPARγ. Therefore, Coriandrum sativum L. ethanol extract is thought to improve obesity by reducing blood lipids levels, improving glucose metabolism and inhibiting synthesis of the fat that accumulates in the liver in high-fat diet-induced obesity animal models.

The objective of this study was to determine the efficacy of a natural product of cherry tree (Prunus serrulata var. spontanea: PS) as a test substance for improving cytokine and ovalbumin-specific IgE using an ovalbumin-induced asthma disease model of 5-week-old male BALB/c mice. Lung tissue pathology was analyzed to confirm anti-inflammatory and asthmatic effects. As a result of examining the effect on changes in inflammatory cells in bronchoalveolar lavage fluid in an ovalbumin-induced asthma disease model by administering the PS sample, total cells, eosinophil, neutrophil, lymphocyte, and monocytes were significantly decreased. Concentrations of cytokine-based TNF-alpha and IL-4 and immunoglobulin E in serum were significantly increased in the asthma-inducing negative control group than in the normal group. However, high concentrations of PS decreased them. In histopathological examination of the lung tissue, it was confirmed that inflammatory cells infiltrated around the alveoli and bronchioles were increased in ovalbumin-induced asthma disease model. After administration of cherry tree extract, bronchiolar morphological changes such as mucosal thickening were slightly improved. From the above results, it was confirmed that extract of cherry tree significantly reduced inflammation expression and tissue damage in alveolar tissues. It was also confirmed that the cherry tree extract had an excellent efficacy in improving asthma inflammation.

본 연구는 hesperidin과 hesperidin의 aglycone 형태인 hesperetin의 2,2'-azobis (2-aminopropane) dihydrochloride (AAPH)에 의해 신장 독성이 유도된 쥐에서 신장 보호 효과에 대해 연구하였다. Hesperidin과 hesperetin은 200 mg/kg/day의 농도로 7일간 위내투여하였으며, AAPH를 복강주사하여 급성 신장 손상을 유도하였다. 이 후 쥐의 신장 조직에서 지질과산화 함량, nitric oxide (NO) 생성량, catalase 효소 활성을 측정하였으 며, nuclear factor-kappa B (NF-κB) 및 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 단백질 발현량을 측정하였다. AAPH로 신장 독성을 유도한 control군의 신장 내 지질과산화 및 NO 생성량은 신장 독성을 유도하지 않은 normal군에 비해 유의적으로 증가하여 산화적 손상이 유도됨을 확인하였다. 반면 hesperidin과 hesperetin를 투여했을 때 신장 내 지질과산화 및 NO 생성량이 control군에 비해 유의적으로 감소하여 산화적 스트레스 개선 효과를 확인하였다. Hesperidin과 hesperetin을 투여한 군의 경우 신장 내 항산화 효소인 catalase 활성을 유의적으로 증가시켰다. 뿐만 아니라, hesperidin과 hesperetin의 투여는 AAPH로 신장독성을 유도한 control군 100% 대비 NF-κB 단백질을 각각 66% 및 71%로, iNOS 단백질 발현을 각각 46% 및 33%로 억제시켰다. 따라서 본 연구를 통해 hesperidin과 hesperetin의 투여가 항산화 활성 조절을 통해 AAPH로 유도된 신장 독성을 억제하는 것을 알 수 있었다.

본 연구는 CIA에 의해 유발된 DBA/1 마우스를 통해 류마티스관절염 바이오마커에 대한 두 충 추출물의 효과를 평가하였다. 평가를 위해 류마티스관절염 동물모델 제작 후 100 ㎎/㎏/day로 4주간 경구 투여하고 혈청 바이오마커, 방사선, 구조적 매개변수 분석을 통해 치료 효과를 확인하였다. 음성대 조군과 비교하여, 두충 추출물은 염증 및 면역글로불린 마커(TNF-α, IgG 및 hs-CRP)의 생성을 유의 하게 감소시켰고, 백혈구의 단핵구 수를 유의적으로 감소시켰다. 또한, 두충 추출물은 관절 파괴를 효과 적으로 보존하고 관절 변형을 줄였으며, 골 밀도의 증가와 유의적으로 골 염증을 감소시켰다. 이러한 결 과는 두충 추출물이 류마티스관절염 증상을 개선하는 것을 나타낸다. 따라서, 두충 추출물은 류마티스관 절염 관리를 위한 새로운 치료 옵션이 될 수 있음을 보여준다.

The increasing prevalence of obesity is associated with various metabolic diseases such as diabetes, posing significant social and economic burdens to the society. While obesity is a complex disease with multiple factors contributing to its pathophysiology, altered glucose and lipid metabolism is evident in obese patients as well as in animal models. Abnormal metabolic regulation often leads to development of insulin resistance, a hallmark of obesity-induced type 2 diabetes. In this review, we provide a brief overview of altered lipid metabolism manifested in the obese state. In addition, two representative animal models, Mus musculus and Drosophila melanogaster, are presented with experimental approaches adopted for generation and utilization of these models. More specifically, Drosophila has been widely used for studying the core physiological phenomena across phyla for decades, mostly due to the ease of handling and sophisticated genetic manipulations with conserved cell signaling pathways of reduced redundancy. Considering a significant degree of homology in Drosophila for human disease-associated genes, it poses as a versatile in vivo platform to study the pathophysiology of various human diseases. With core metabolic pathways governing energy homeostasis generally conserved, Drosophila can be used as a model for studying molecular mechanisms underlying disease phenotypes manifested in obese and diabetic patients. In this review, we discuss representative Drosophila studies that investigated the effects of dysregulated core signaling pathways on metabolic signatures of obese animals.

목적 : Photobiomodulation 요법은 저출력 레이저 치료기술로, 당뇨망막증, 연령관련황반변성, 망막색소변성증을 포함한 퇴행성 망막질환에 대한 비침습적 치료법으로 제안되고 있다. 최근 광원으로 LED가 널리 사용되고 있으나, 망막에서 LED 기반의 Photobiomodulation에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구의 목적은 670 nm LED 광원을 사용한 Photobiomodulation의 망막신경퇴화 억제효과를 조사하기 위해 시행되었다. 방법 : 670 nm LED패널, 반도체 냉각장치, 빛세기 제어기로 구성된 LED 기반의 빛 조사장치를 제작하였다. 망막신경퇴화 유도를 위해 NaIO3를 마우스에 복강주사하였다. 마우스 동공을 확대시킨 후 60 mW/cm2 출력에서 2분 동안 조사하였다. 망막의 광수용세포 손상은 바깥핵층의 두께, 광수용세포 사멸, 광수용단백질인 Rhodopsion, Opsin의 발현, 염증성 사이토카인 유전자의 발현, 뮐러세포의 반응성 신경교증 활성을 통해 분석되었다. 결과 : NaIO3에 의해 손상된 망막에 670 nm LED 빛의 조사는 망막 바깥핵층의 두께 증가, 광수용세포의 사멸 억제, 뮐러세포의 반응성 신경교증 억제, 광수용단백질의 발현 증가를 야기하였다. 결론 : 본 연구는 670 nm LED를 이용한 PBM은 망막 광수용세포의 퇴화를 손상자극 없이 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 제시하며, 퇴행성 망막질환 치료에 새로운 전략을 제공한다.

In recent years, there has been an increase in the morbidity of gastritis in Korea due to lifestyle factors mostly changes in eating habits and stress. Gastritis is more likely to progress to gastric cancer, and therefore it is important to prevent and manage gastritis through lifestyle adjustment and treatment at an early stage. In this study, cabbage, which was found to be effective in gastritis, was mixed and fermented with other crucifer plants such as kale and broccoli to evaluate the overall efficacy of fermented brassica puree on alcoholic acute gastritis. Based on our results, fermented brassica puree alleviated gastric injury induced by 150 mM HCl/60% ethanol. In addition, it was confirmed that PGE2, a gastric mucosal protective factor, was increased, and other positive effects such as an increase of MUC1 and regulation of PKC were observed. The results of this study suggest that fermented brassica puree can relieve acute alcoholic gastritis by regulating PGE and the expression of MUC1, a gene related to mucus secretion, and activating PKC, which is related to mucosal cell activity.

This study explored the usefulness and implications of the Bayesian hyperparameter optimization in developing species distribution models (SDMs). A variety of machine learning (ML) algorithms, namely, support vector machine (SVM), random forest (RF), boosted regression tree (BRT), XGBoost (XGB), and Multilayer perceptron (MLP) were used for predicting the occurrence of four benthic macroinvertebrate species. The Bayesian optimization method successfully tuned model hyperparameters, with all ML models resulting an area under the curve (AUC) > 0.7. Also, hyperparameter search ranges that generally clustered around the optimal values suggest the efficiency of the Bayesian optimization in finding optimal sets of hyperparameters. Tree based ensemble algorithms (BRT, RF, and XGB) tended to show higher performances than SVM and MLP. Important hyperparameters and optimal values differed by species and ML model, indicating the necessity of hyperparameter tuning for improving individual model performances. The optimization results demonstrate that for all macroinvertebrate species SVM and RF required fewer numbers of trials until obtaining optimal hyperparameter sets, leading to reduced computational cost compared to other ML algorithms. The results of this study suggest that the Bayesian optimization is an efficient method for hyperparameter optimization of machine learning algorithms.

본 연구는 PFEG(글루코실세라마이드 4.0% 함유)가 저미네랄 특수사료(HR-AD)를 섭취시킨 헤어리스 마우스에서 발생하는 피부장벽 붕괴에 대한 억제작용이 있는지를 확인하고자 하였다. 4주간의 투여를 통해 정상군(Rabo MR Stock)과 비교하여 대조군(HR-AD)에서는 경피 수분 손실량(TEWL)이 서서히 상승하여 피부장벽기능의 붕괴가 발생함과 동시에 표피 수분량 및 각층 수분량도 서서히 저하되는 것이 확인되었다. 육안적으로는 깊은 주름 형성이 확인되었으며 조직학적 소견에서는 표피의 비후와 각화 항진이 확인되었다. 그러나 PFEG를 섭취시킨 시험군에서는 대조군에서 유발되는 피부장벽기능 붕괴에 대한 억제 효과가 확인되었다. 즉, 글루코실세라마이드 0.01% 배합군 및 0.1% 배합군에서는 섭취 시작 2주일째 이후 야기되는 TEWL 상승을 완전히 억제하였다. 또한, 저하되는 표피 수분량, 각층 수분량에 대해서도 유의하게 억제하여 피부 보습 기능을 유지하고 있었다. 육안적으로도 깊은 주름 형성은 억제되었으며, 조직학적인 검토에서도 표피의 비후나 각화 항진은 확인되지 않았다. 이러한 결과는 HR- 1 마우스의 피부 세라마이드 생산 개선에 기인한 결과라고 예상된다. 즉, HR-AD 섭취에 의해 HR-1 마우스는 세라마이드를 포함한 피부 지질의 함량 및 구성에 이상이 생기고, 피부 수분량이 급격히 줄어들어 피부 보습 능력이 저하된다. 그런데 PFEG의 혼합 투여는 손상된 피부의 세라마이드 함량 및 구성을 정상과 가깝게 만들어, 대조군에서 나타나는 증상의 발현을 억제하는 것으로 판단된다. 이상의 결과로부터 PFEG의 섭취는 피부장벽기능의 손상으로 발생하는 다양한 피부 수분 손실을 억제함으로써 피부 보습 개선에 우수한 효능이 있음을 알 수 있었다. 따라서 PFEG가 피부 보습에 도움을 주는 건강기능성 원료로서 이용 가능성이 높음을 확인할 수 있다.

Gilles de la Tourette Syndrome (GTS) is a neuropsychiatric disorder defined by the motor and phonic tics affecting approximately 1% of the children worldwide. The symptoms of GTS typically arise at the age of 5 to 7 and generally improve with increasing age. Affected individuals can have a social stigma and poor quality of life, especially when tics are severe or accompanied by other neuropsychiatric disorders. Abnormalities in neurotransmitter signaling affecting basal ganglia circuits have been suggested as representatives of neurobiological mechanisms underlying GTS. While several evidences suggest GTS as an inherited disorder, the detailed genetic abnormalities responsible for the pathophysiology of GTS remain poorly understood. Currently, there is no satisfactory treatment option for moderate-to-severe GTS due to the limited efficacy, often complicated with side effects of available pharmacological drugs. Therefore, a number of animal models have been established to explore potential pathophysiological targets in GTS and to further screen candidate drugs. In this review, we revisit the experimental findings that describe the genetic and immunologic abnormalities in GTS as well as animal models established for studying GTS.

Cognitive impairment is considered to be key research topics in the field of neurodegenerative diseases and in understanding of learning and memory. In the present study, we investigated neuroprotective effects of Schisandra chinensis (SC) and Ribes fasciculatum (RF) extracts in hydrogen peroxide-induced neuronal cell death in vitro and scopolamine-induced cognitive impairment in Sprague Dawley® (SD) rat in vivo. Apoptotic cell death in neuroblastic PC12 cell line was induced by hydrogen peroxide for 1 hour at 100 μM. However, mixture of SC and RF treatment prevented peroxide induced PC12 cell death with no neurotoxic effects. For in vivo experiment, the effect of SC and RF extracts on scopolamine-induced cognitive impairment in SD rat was evaluated by spontaneous alternation behavior in Y-Maze test. After 30 min scopolamine injection, the scopolamine-induced rats presented significantly decreased % spontaneous alteration and acetylcholine level, compared to non-induced group. However, treatment of SC+RF extracts rescued the reduced % spontaneous alteration with acetylcholine concentration from hippocampus in scopolamineinduced rats. These results suggested that mixture of SC and RF extract may be a potential natural therapeutic agent for the prevention of cognitive impairment.

Probiotics improve the immune system. However, the effects of its lactic acid bacteria on atopic dermatitis relief and inflammation improvement is not fully understood. Recently, one of the probiotics, Lactobacillus helveticus HY7801 (HY7801), was found to have an anti-inflammatory effect. In this study, we investigated the effects of HY7801 on atopic dermatitis-induced animal models. After four weeks of oral administration, the group treated with HY7801 showed amelioration of the atopic dermatitis compared to the group receiving placebo. In the HY7801 treated group, the epidermal hyper-proliferation and collagen deposition were inhibited compared to the placebo group, and the secretion amount of the inflammatory factors, such as TNF-α, IL-4 were reduced. In conclusion, these results suggest that HY7801 acts as a functional probiotic via amelioration of the atopic dermatitis such as a decrease of epidermal hyper-proliferation, and collagen deposition and anti-inflammatory effects.

스트레스는 인체의 다양한 기관과 정신적 상태에 영향을 미치는 교감신경 항진을 야기시킨다. 본 연구의 목적은 만성 스트레스로 교감신경을 항진시킨 동물 모델에서 국내산 생강 에센셜오일이 스트레스 호르몬 및 뇌 조직 반응에 미치는 효과를 평가하였다. 평가 방법은 세포독성 평가 및 성분 분석을 수행하였으며, 혈청 바이오 마커와 뇌 조직의 병리학적 분석이 기초한 효과를 관찰하였다. 동물 실험에서 국산 생강 에센셜오일의 처리는 만성 스트레스로 교감신경을 항진시킨 동물 모델 제작 후 2주간 100 nl/㎖로 처리하였다. 그 결과, 국산 생강 에센셜오일은 100 nl/㎖ 농도 이하에서 독성이 없었으며, 6-진저롤 함량이 345 ppm으로 확인되었다. 국산 생강 에센셜오일의 처리는 대조군과 비교하여 혈청에서 부신피질호르몬, 코르티코스테론, 멜라토닌과 같은 스트레스 호르몬의 농도를 크게 줄였으며, 복측 피개부(VTA) 및 흑색질 치밀부(SNpc) 부분에서 TH-면역 반응이 때때로 중단되는 것을 효과적으로 보존하였다. 이와 같은 결과는 국산 생강 에센셜오일이 교감신경 항진을 개선했음을 나타내고 있다. 따라서 국산 생강은 교감신경 항진에 대한 아로마오일의 새로운 원료로 활용될 수 있다.

폐경은 여성비만의 중요한 원인이다. 본 연구는 폐경여성의 동물모델인 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게와 혈청 속 지질 성분의 조절에 대한 제니스테인의 농도 의존적 영향을 수영운동과 비교함으로써, 비만 조절에 대한 제니스테인의 효과적인 농도를 조사하였다. 난소절제 암컷 쥐는 대조군, 수영 운동군, 제니스테인 농도별(0.005%, 0.05%, 0.1% wt/wt) 처리군으로 나누고, 모든 쥐는 고지방식 사료를 8주 동안 섭취하였다. 고지방식 사료를 섭취한 대조군에 비해 수영운동을 실시한 군과 제니스테인이 농도별로 처리된 군 모두 몸무게, 백색지방조직의 무게, 혈청 속 지질 성분 농도 및 간조직의 지질 성분 축적이 감소되었다. 이러한 몸무게, 백색지방조직의 무게, 혈청 속 지질 성분 농도 및 간조직의 지질 성분 축적에 대한 제니스테인의 감소효과는 제니스테인 처리농도에 의존적이었고 제니스테인 농도 0.1%에서 가장 효과적이었으며 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 효과를 나타내었다. 본 연구결과들은 난소가 절제된 암컷 쥐에서 적정농도의 제니스테인 처리는 비만개선에 대해 수영운동과 유사한 효과를 나타낸다는 것을 제시한다. 제니스테인 보충제 식이의 섭취는 페경기 여성의 비만예방에 도움을 줄 것이다.

The purpose of this study was to examine the physiochemical characteristics of hot water extract of Caragana sinica roots and verified its protective effect on MIA-induced osteoarthritis in rats. The contents of total polyphenol and total flavonoid used in this experiment were 0.40 mg/g and 0.22 mg/g respectively. We found that the weight of all experiment groups which ingested Caragana sinica extract for three weeks evenly increased in rats with MIA-induced osteoarthritis without toxicity in the liver or kidney. In the histopathological test through the Mankin score, the extent of damage of knee joint tissue in the experiment groups to which Caragana sinica extract was administered in 5 mL/kg or 10 mL/kg was significantly lower than that of the negative control groups statistically(p<0.05). As for the grade of osteoarthritis, the extent of tissue damage of the experiment groups to which Caragana sinica extract was administered in 5 mL/kg or 10 mL/kg was lower than that of the negative control groups as well.

In vivo 측정법은 비용이 많이 들고 연구기간이 길며 동물복지 측면에서 여러 문제점이 있다. 이에 대한 대안으로 지난 수십년간 in vitro 소화율 측정법이 개발되어 왔다. 본 총설에서는 대표적인 단위동물로써 사양되고 있는 돼지의 소화기관 특징 및 소화작용에 대한 논하였다. 또한, 최근에 개발된 daisy II incubator 를 이용한 in vitro 방법을 통해 돼지에서 주요 곡류사료로 이용되고 있는 옥수수, 쌀, 소맥 및 대맥의 회장 및 전분 건물소화율을 측정하였다.

MicroRNAs (miRNAs) are a group of small non-coding RNAs consisting of 18~24 nucleotides in length. Each miRNA is expected to bind a few hundreds of putative target mRNAs, thus inhibiting their translation into protein products mostly by degradation of targets. With its biogenesis extensively deciphered, miRNAs have been implicated in a variety of biological processes, including early development and cellular metabolism. In addition, dysregulation of miRNAs and subsequent alterations in the expression of its target molecules are thought to be linked to the pathophysiology of multiple human illnesses, including cancer. To establish the miRNA-target relationships important for developing a specific disease, it is critical to validate the putative targets of each miRNA suggested by computational methods in vivo. In this review, we will first discuss oncogenic and tumor-suppressive roles of miRNAs in human cancer and introduce computational methods to predict putative targets of miRNAs. Then, the value of Drosophila melanogaster as an alternative model system will be further discussed in studying human cancer and in validating the miRNA-target relationships in vivo. Finally, we will present a possibility of applying the mammals-to-Drosophila-to-mammals approach to study the roles of miRNAs and their targets in the pathophysiology of oral cancer, an intractable type of cancer with poor prognosis and survival rate.